全 文 ：岌岌草群落蒸腾强度及耗水量的研究 ’
郎百宁 车敦仁 韩志林 陆 家宝
( 青海省畜牧兽医科学院草原所 )
问题的提出
共和县切吉公社地处柴达木 盆 地 东 南
缘 , 年降水不足 20 Om m , 友友草为当地主要
牧草 。 为了提高草场生产力 , 当地群众利用
洪水和消冰水灌溉草场己有多年历史 , 据统
计从一九六四— 一九七八年共 灌 溉 18 万亩 , 取得显著成效 。
草场灌溉虽然能大幅度提高产量 , 但如
果没有合理 的灌溉制度 , 用水不当也会造成
植被退化 、 次生盐碱化等一系列问题 。 据调
查 , 连续灌溉三年时 , 友友草草场产量和植
被复盖度大幅度提高 ; 连续灌溉七年时 , 岌
友草严重退化 , 垂穗披碱草大量繁衍 , 形成
单优势群落 。 艾岌草植株高大 , 营养品质较
好 , 耐盐碱 , 固沙保土 , 是优良牧草和水土
保持植物 。 特别是 由于它冬季残留性能好 ,
是冷季收地牲畜良好的避风御 寒屏 障 。 因
此 , 友友草的退化将给畜牧业生产带来不良
影响 , 也势必导致生态环境的改变 。 为了合
理利用和改 良这类草场 , 我们在 1 9 8 1年从灌
溉后蔑友草草场最优种类组成的格局 出发 ,
研究了建群种和一些代表植物的蒸腾强度和
耗水量 。
自然概况
研兄区设在青海省共和县切吉公社乔福
旦大队冬春牧地 。 海拔 3 2 5 0米 , 为一狭长 的
洪积滩地 。 年平均温度 1 . 67 ℃ , 一 月 均 温
一 1 1 . 6℃ , 七月均温 1 2 . 9 1 ℃ ; 年平均降水
1 9 2
.
8 m m , 多集中于 6 、 7 、 8 三个月 。 年
蒸发量 i 9 8 7 . 5 m m , 日照 26 60 . 6小时 ; 无霜
期 1 8一 8 4天 。
研究区植被以友 岌 草 ( A c h 。 `才h 。 : 。胡
sP I邵d e sn ) 为建群种 , 伴生种类 有 早熟禾
( P o a s P P
·
)
、 无脉苔 ( C a r e x e ” e r : , 15 ) 、
冰草 ( A g r o P夕 r o n c r￡s t a t u 。 ) 、 大籽篙 ( A r _
t e m ` s ` a s ` e v e r s i a n a ) 、 猪毛篙 ( A . s e o P a r `a ) 、
二叉萎陵菜 ( P o t e n t` l l a b i f u r e a ) 、 独行
菜 ( L e P i d` u尔 a P e t a l u 。 : ) 、 紫花韭 ( 月 11` -
u m : u b a 。 g u l a t u 。 )等 。 局部地方有 白茨 ( N i -
t r a r i a t a n g u t o r u m )
、 猪毛菜 ( S a l s o l a s P · )
盐爪爪 ( K a l`d `u m f o l`a t u m ) 。 属半荒漠草
原 。 土壤为棕钙土 , 土层厚约 50 一 i o o c m ,
P H 7
.
6— 8 . 5 。 地下 水埋深 8 0一 2 0 0。 左右 。
内容及方 法
试验开始前 , 对灌溉多年的友友草草场
的类型作了调查 。 在此基础上选择植被覆盖
度大 , 产量较高的艾友草— 无脉苔群落作为研究对象 。 对建群种艾友草和伴生种无脉
苔 、 波伐早熟禾 ( P o a 夕。沙 h a g o r u 。 ) 、 大
籽篙 、 田蓟 ( C `r s `u m ￡n e c a n u m ) 、二叉萎
陵菜 、 独行菜 、 紫花韭的蒸腾强 度 作 了 测
定 , 估算了蒸腾耗水量 、 蒸腾系数 , 并对蒸
. 本文承中国科学 院西北高原生物研究所张树 源 同志
审 阅并提出许多宝贵意 见。
王发刚 、 王大明 同志参加部分野外工作 。 特此一 并致
谢 。
腾强度和外界环境的关系作了分析 。
蒸腾强度的测定采用快速称重法 。 每个
测 日内分别在 s、 10 、 12 、 1 4、 16 、 15时进
行测定 , 五— 八月生长期内共设九个测 日 。
测定的同时记录 80 厘米内的气温 、 湿度 、 地
温 、 风速 , 并测定土壤含水率 。 植物群落现
存量每月底测定一次 , 测产面积 3 m 念 , 3一 4
次重复 , 依种分别称鲜重和干重 。
衰 1 燕 . 强度的攀节变程 (克 /时 )
五 六 七 / 0
。
5 6 0
。
6 1 0
。
5 8 0
。
5 8
1
。
5 0 1
。
7 3 1
。
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。
8 5
2
。
5 6 2
。
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。
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3 5
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。
2 2 1
。
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。
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。
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7 8 0
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。
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。
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。
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8 0
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。
2 7 1
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结 果及分析
一 、 岌岌草群落植物的蒸腾强度
与其形态结构特征的关系
我们测定的八种植物中 , 多年生的有友
友草 、 无脉苔 、 波伐早熟禾 、 二叉萎陵菜 、 紫
花韭 、 田蓟 , 一年生 的有大籽篙 、 独行菜 。 从
表 1 可 以看出 , 这八种植物的蒸腾强度从大
到小依次为波伐早熟禾 、 无脉苔 、 独行菜 、
二叉萎陵菜 、 大籽篙 、 田蓟 、 岌友草 、 紫花
韭 。 形成植物蒸腾强度差异的原因 , 主要是
植物长期在某一立地条件下 , 其形态和生理
特征与生活环境相适应的结果 。
波伐早熟禾属于狭叶多年生禾草 , 叶子
扁平 、 常开展 , 叶上下表面茸毛较少 , 角质
层薄 ; 须根发达 , 多分布于 15 厘米的土层中
能利用土壤的浅层水 。 它的蒸腾强度在所测
牧草中是最大的 ,而且季节变程起伏也大 。 与
此相类似的还有无脉苔和二叉萎陵菜 , 它们
对水分较为敏感 , 在于早的日子里 , 蒸腾强
度曲线常呈双峰曲线 。 独行菜 、 大籽篙 、 田
蓟都是轴根系植物 , 须根较 少 , 常分布 于
5 一 10 厘米的土层中 。 它们的叶子或很小 (独
行菜 ) 或深裂 (大籽篙 ) 或具针刺 (田蓟 )
从而减少蒸腾 , 抵挡干早 。 一般来说 , 它们
对水分比较敏感 , 遇干早和较强的太阳辐射
时 , 蒸腾强度常出现 “ O ” 值 。 其生活周期
都比较短 , 通常五月中下旬萌发 , 八月底即
枯黄 。 紫花韭是多年生密丛型植物 , 具有肉
质叶 , 能贮存较多的水分来抵挡干早 , 其蒸
腾强度很小 , 变幅也不大 。 菠岌草在所测牧
草中蒸腾强度略大于紫花韭 。 它是多年生高
大型禾草 , 根系发达 , 入土深可达一 米 以
上 。 叶面粗糙 , 具有 明显的纵形脊 , 气孔分
布于两脊之间的凹陷处 , 这些形态特征能使
其从 “ 开源 ” 和 “节流 ” 两个方面节制用水 ,
以抗御干早 。 _ 因而蒸腾强度的季 节 变 程 很
小 , 趋于平缓 。
从表 1 还可以看出 , 这八种植物的蒸腾
强度大都是五 、 六月份高 , 七月 以后下降 ,
也就是说在营养期内高 , 生殖期降低 。
从上所述我们可 以看 出 , 生长在这一环
境条件下的植物对剧烈变化着的环境因素的
适应方式是各具特色的 ,有的提高蒸腾 , 有的
降低蒸腾 , 都以各 自特有的综合适应特性来
解决其水分平衡问题 。
二 、 生境条件对岌发草群落蒸腾 强度
的影响
生境条件对植物群落蒸腾强度的影响是
很复杂的 。一般地说 ,在一定范围内蒸腾强度
随气温开高 、 叶面温度增加 、 相对湿度降低 、
土壤水分充足 、 以及适当的风力而加快 , 但
在不同环境中其主要因素也不尽相同 。 从我
们的试验 中可以看出 , 半荒漠地区土壤水分
是植物蒸腾的主要限制因素 。 当土壤水分充
足时 , 植物蒸腾加快 , 反之则低 (表 2 ) 。
从表 2 可以看出 , 六月二十五日为测 日
内蒸腾强度最高 的一天 , 也是土壤含水率最
高的一天 。 因为二十三 、 四两 日都有 中雨 ,降
水共 23 毫米 ,廿五 日晴 , 气温较高 ( 1 6 . 7 ℃ )
当夭 o一 30 厘米土层内土壤含水率达 1 7 . 54 %
因而群落的日蒸腾强度最高 , 为 1 . 5克 /时 。
群落中无脉苔 、 大籽篙 、 二叉萎陵菜 、 独行
菜者 , 其蒸腾强度都达最高值 。 友友草早熟
禾的蒸腾强度也比较高 , 分别为 0 . 80 (最高
。 . 9) 和 2 . 67 (最高 2 . 7 9 ) 。 另外 , 五月廿二 日和
廿九 日土壤含水率比较高 , 这两天群落的蒸
腾强度相应也较高 。 七月九日 0 一30 厘米上
层内的含水率在测 日里是最低的 ,为 4 . 79 % 。
该 日群落的 日蒸腾强度只有 0 . 84 克 /时 , 形成
测 日内的一个低峰 。 八月廿五 日的蒸腾强度
也最低 。 形成这一情况的原因 ,除土壤湿度较
低外 , 主要是此时植物 己经枯黄 , 蒸腾作用
降低所致 。
衰 2 燕肠强度与环境因素的关系 ( 8 0厘米处 )
。 日期卜” { 各 种植物 的撇 强度 ( 克 /时 ) 卜
1 弧度 }一一一一一下一一 - 一一下一一一 . 一丁一— .一 一一 ! 均骂竺…竺…兰{坐…一色一…州“ ` 2竺
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.
9! o
一 …7 .0 。 {。 ’欲.51 7猫
. 为测 日 内六次观测值的平均数 .
植物蒸腾强度对土壤水分的这种依存性
也反映在组成群落的成员 中 。 我们从无脉苔 、
大籽篙 、 独行菜 、 二叉萎陵菜等在六月二十
五 日和七月九日两天蒸腾强度的 日变程可以
清楚地看出这种趋势 (图 1 ) 。 六月二十五
日土壤含水率最高 , 各种植物在测定时间内
蒸腾强度没有出现 “ O ” 值 , 日变程曲线多
为单峰曲线 。 七月九 日土壤含水率最低 , 加
之当天气温高 (1 9 . 3℃ ) , 植物在缺水情况
下出现了不同程度的萎蔫现象 , 在当天气温
较高的 1 4时 ( 2 3 . 5℃ ) 或 1 6时 ( 2 3 . 4 ℃ ) 蒸
腾强度出现 “ O ” 值 , 日变程多呈双峰 曲线。
另外 , 从我们对生活在灌溉条件下和干
早条件下友发草的蒸腾强度的测定结果来看
(图 2 ) , 同一种植物在不同水分条件下的
蒸腾强度也表现出明显的差异 。 总的来看 ,
灌溉条件下友岌草的蒸腾强度比十早条件 下
高 。
除土壤水分比较明显的影响蒸腾强度之
外 , 气温和相对湿度也都影响着植物的蒸腾
强度 。从图 3 可以看出 ,友岌草群落的 日蒸腾
强度有随气温增高 、湿度降低而增强的趋势 。
洲入 、 ` 、 . J -卢
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大 籽 盆
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二. U 蕊4
独 行 菜
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图 1 四种植物蒸腾强度的 日变程
燕腾级度
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图 2 不同生境菠岌草蒸腾强度 图 3 岌岌草蒸腾强度 日 变程
三 、 菠菠草群落蒸腾耗水量的特 .氛
蒸腾耗水量是植物的蒸腾量和蒸腾强度
的乘积 。 植物群落蒸腾耗水量是单株植物蒸
腾耗水量之和 。 灌溉后友友草群落月耗水量
的变化 、表 3 ) 主要取决于植物的蒸腾量 (
我们用地上部分的现存量来表示 ) 。 如五月
份鲜草现存量为 5 63 公斤 /公顷 , 蒸腾耗水量
只有 21 6吨 /公顷 ; 七月份现存量为 6 8 82公斤
/公顷 , 其耗水量也达最高值 ( 1 9 7 9吨 /公顷 )
可见蒸腾现存量越高 , 蒸腾耗水量也越大 。
五— 八月生长期内群落的总耗水量达 4 4 6 3吨 /公顷 。
发友草群落月耗水量的变动又受建群种
和优势种月耗水量的制约 。 建群种艾友草和
优势种无脉苔的蒸腾耗水量占群落总耗水量
的 7 %。 .从表 4 可以看出 , 五月份群落耗水量
最大的是无脉苔 , 约 占当月耗水量的 7 % ,
这时茸友草刚返青 ,现存量甚少 。进入六月 ,
菠艾草生长加快 , 产量递增 , 耗水量逐渐加
大 , 占该月耗水量的 26 % ` 到七月 、 八月 ,
艾菠草分别 占当月耗水量的 54 %和 60 % 。 .
综上所述 , 岌友草群落蒸腾总耗水量为
4 4 6 3吨 /公顷 。 切吉属半荒漠地 区 , 十年降水
表3 盘发草群落的燕肠强度及耗水扭
植 物 名 称 月 份 蒸腾强度 蒸腾支 出水量 产 量 耗 水 量
( 克 /时 ) (克 /月 ) ( 鲜重公斤 / 公顷 ) ( 吨 / 公项 》
友 岌 草 . 0 。 56 2 0 8 1 7 7 37
( A e h n e t h e r u m 5 0
。
6 1 2 2 0 1 3 14 2 8 9
s p le n d e s ) 6 0
。
5 8 2 1 6 4 9 7 3 1 0 7 4
7 0
。 5 8 2 1 6 32 32 6 8 9
8
无 脉 苟 5 1。 50 5 5 8 2 79 6
( C a r e x e n e r v i s ) 6 1
。
7 3 6 2 3 5 3 5 3 3 3
7 1
。
6了 6 2 1 8 62 5 3 5
8 0
。
8 5 31 6 1 0 0 9 3 19
波伐早熟禾 5 2 。 5 6 分5 2 2 2
( P o o p o ; p h g o r u m ) 6 2
。
7 3 9 8 3 1 5 1 1 4 8
7 1
。
8 3 6 8 1 2 1 1 14 4
8 1
。
3 5 50 2 2 0 2 10 1
大 籽 首 5 1 。 2 2 4 54 3 1
( A r t e m i s i a 6 1
。
1 5 4 14 4 7 5 1 9 7
5 i e r e r s i a n a ) 7 0
。
6 7 2 49 3 4 8 8 7
8 0
。
8 9 3 3 1 7 3 2 4
田 蓟 5 0 。 7 8 2 9 0 8 2
( C
r i s i u m i n e e a n u m ) 6 0
。
6 3 2 2 7 2 4 5
7 0
。
5 1 1 9 0 37 7
8 0
。
6 9 2 5 7
二 裂 萎 陵 莱 5 1 。 1 4 4 2 4 3 1
( P o 之e n之主1l a b i f u r e a ) 6 1 。 4 3 5 1 5 7 3 3 8
7 1
。
OG 3 9 4 9 2 3 6
8 0
。
8 0 2 9 8 5 5 1 6
独 行 菜 5 1 。 2 7 4 72 3 1
( L e p id i u m a p e t a l u m ) 6 1
。
4 4 5 1 8 4 0 2 1
7 0
。
9 3 3 4 6 5 5 1 9
8 0
。
8 3 3 0 9 18 6
紫 花 韭 5 0 。 4 9 1 8 2
{一 “ 8 1 6( A l l i u n : 。 u b a n g u l a t u m 、 6 0 。 7 7 2 77 } 2 2 , 6 3
7 0
。
6 8 2 5 3 ! 3 0 4 7 7
8 0
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3 4 1 2 6
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弈 t弓, 植 物 名 称 蒸腾系数 ( 克 /克 )
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1孟二的O
菠友草 % 苔草 %
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6 1 09 4 3 7 1 7 33 3 3 0 4 7 2 4 4
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8 1 17 4 1 0 7 4 5 4 3 19 2 7 1 57 1 3
6 9 8 6 0
总耗水盆 4 4 6 3
…、 、 发 友 草
无 脉 苔
波伐早熟禾
大 籽 篙
田 蓟
二裂萎陵莱
独 行 莱
紫 花 韭
耗水量
量平均为 19 2 . 8毫米 ,其中生长期内 (5 一 8月 )
降水为 1 54 .蛇毫米 。 若按降水有 效系数 0 . 9
折算 , 每公顷约可得 1 3 9 5吨水 。 因此 , 要提
高群落的生产量 , 还需要通过灌概补充 3 0 6 8
吨水 /公顷 。
四 、 菠菠草群落的蒸腾系数
根据表 3 和各种植物的于重 , 我们概算
了岌友草群落植物的蒸腾系数 (表 5 ) 。 从
所得结果来看 , 岌友草制造一克干物质消耗
34 5克水 , 是所测植物中最低的一种 。 其它
植物的蒸腾 系数依次为紫花韭 、 田蓟 、 大籽
篙 、 无脉苔 、 独行菜 、 二叉萎陵菜 、 波伐早
熟禾 。
2
.友友草群落蒸腾耗水量与群落现存量
有关 , 现存量大时耗水量大 , 反之则小 。 菠
艾草和苔草的耗水量占群落总耗水量的 7 %
这两种植物月耗水量的起伏影响着整个群落
的耗水量 。 各月耗水量中以六 、 七月耗水量最
大 , 约相当于全生长季节耗水量的 69 % , 此
时正值植物生长旺盛阶段 , 气温较高 , 补充
水分尤为必要 。
3
. 灌溉条件下发友草— 无脉苔群落的蒸腾耗水量为 4 4 6 3吨 /公顷 。生长期内降水只
能解决 1 3 95吨水 ,还需通过灌溉补充 3 0 6 8 吨
水 /公顷 。
主要今考资料
结 论
1
.友友草群落一 些代表植物蒸腾强度的
大小 , 主要取决于植物本身的形态结构和生
理特点 , 以及土壤含水量 。 八种植物中以友
艾草的蒸腾强度最小 , 蒸腾系数最低 , 波伐
早熟禾蒸腾强度最大 , 蒸腾系数最高 。
〔 1 〕林舜华等 , 19 80 。 宁夏回族自治 区阿拉善旗头道
湖地区 植物 群落 的生态生物学研究。 植物生态学研究报告
集 (第一集 ) , p . 1 6 一 1 7 8 , 科学出版社。
〔 2 〕廖国 落 、 姚 彦臣 , 1 9 8 0 : 羊草水分生态与土壤水
分关系的研究。 中国草原 , 第二 期 , p . 34 一 3 .7
〔 8 〕 w · 拉夏埃尔 ( 李博等译 ) , 19 8 0 : 植物生理 生态
学 。 p . 1 8 o一2 2 9 , 科 学出版社 。
(上接第 27 页 ) 标志 , 它们同样具有很
强的繁殖和竞争能力 , 家畜不食 , 这更加促
进它们的漫延发展 。 低灰分含量植物多为家
畜喜食的优良牧草 。 这样 , 植物的灰分含量
似 乎又可作为牧草质量评价的指标之一 。
参考文献
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理 概况 。 海北高寒草甸生态系统定位站论文集 (第一 集 ) 。
甘肃 人民 出版社 。
〔 2 〕杨福囤 , 19 82 : 植物热值的意义及其测定方法 。
中国草原 , 第 2 期 。
〔 3〕姚壁君等译 , 1 9 7 7 : 群落与生态系统 。 科学 出版社 ,